Как да получите биогаз от оборски тор: технология и дизайн на производствено предприятие. Производствени схеми за производство на биогаз Производство и използване на биогаз

Добив на биогаз и съдържание на метан

Изход биогазобикновено се изчислява в литри или кубични метри на килограм сухо вещество, съдържащо се в оборския тор. Таблицата показва стойностите на добива на биогаз на килограм сухо вещество за различни видовесуровини след 10-20 дни ферментация при мезофилна температура.

За да определите добива на биогаз от пресни суровини с помощта на таблицата, първо трябва да определите съдържанието на влага в пресните суровини. За да направите това, можете да вземете килограм пресен оборски тор, да го изсушите и да претеглите сухия остатък. Съдържанието на влага в оборския тор в проценти може да се изчисли по формулата: (1 - тегло на изсушения оборски тор) x100%.

Добив на биогаз и съдържание на метан в него при използване на различни видове суровини

Можете да изчислите колко пресен оборски тор с определено съдържание на влага ще съответства на 1 kg сухо вещество, както следва: извадете съдържанието на влага в оборския тор в проценти от 100 и след това разделете 100 на тази стойност:

100: (100% - влага в%).

Ако е известно теглото на дневния пресен оборски тор, тогава дневният добив на биогаз ще бъде приблизително както следва:

1 тон оборски тор - 40-50 m 3 биогаз;
1 тон свински тор - 70-80 m 3 биогаз;
1 тон птичи тор - 60 -70 m 3 биогаз. Трябва да се помни, че приблизителните стойности са дадени за готови суровини със съдържание на влага 85% - 92%.

Тегло на биогаз

Обемното тегло на биогаза е 1,2 kg на 1 m 3, следователно, когато се изчислява количеството на получените торове, е необходимо да се извади от количеството на преработените суровини.

При средно дневно натоварване от 55 kg суровини и дневен добив на биогаз от 2,2 - 2,7 m 3 на глава добитък масата на суровината ще намалее с 4 - 5% по време на преработката й в инсталация за биогаз.

Оптимизиране на процеса на производство на биогаз

Киселинно-образуващи и метанообразуващи бактерии се срещат навсякъде в природата, по-специално в животинските екскременти. V храносмилателната системаговедата съдържат пълен набор от микроорганизми, необходими за ферментацията на оборския тор. Поради това торът от едър рогат добитък често се използва като суровина за нов реактор. За да започнете процеса на ферментация, достатъчно е да осигурите следните условия:

Поддържане на анаеробни условия в реактора

Жизнената активност на метанообразуващите бактерии е възможна само при липса на кислород в реактора на биогазовата инсталация, поради което е необходимо да се следи херметичността на реактора и липсата на достъп до реактора за кислород.

Съответствие с температурните условия

Поддържането на оптимална температура е един от най-важните фактори в процеса на ферментация. V природни условияобразование биогазпротича при температури от 0°C до 97°C, но като се вземе предвид оптимизирането на процеса на обработка органичен отпадъкза получаване на биогаз и биоторове има три температурни режима:

Психофилна температурен режимопределя се от температури до 20 - 25 ° С,
мезофилният температурен режим се определя от температури от 25 ° С до 40 ° С и
термофилният температурен режим се определя от температури над 40 ° С.

Степента на бактериологично производство на метан се увеличава с повишаване на температурата. Но тъй като количеството свободен амоняк също се увеличава с повишаване на температурата, процесът на ферментация може да се забави. Инсталации за биогазнеотопляемите реактори показват задоволителна работа само при средна годишна температура от около 20 °C или по-висока, или когато средната дневна температура достигне най-малко 18 °C. При средни температури от 20-28 ° C производството на газ се увеличава непропорционално. Ако температурата на биомасата е по-ниска от 15 ° C, добивът на газ ще бъде толкова нисък, че инсталация за биогаз без топлоизолация и отопление престава да бъде икономически жизнеспособна.

Информацията относно оптималния температурен режим е различна за различните видове суровини. За инсталации за биогаз, работещи на смесен оборски тор от говеда, свине и домашни птици, оптимална температураза мезофилния температурен режим е 34 - 37°С, а за термофилния - 52 - 54°С. Психофилният температурен режим се спазва в неотопляеми инсталации, в които няма температурен контрол. Най-интензивното отделяне на биогаз в психофилния режим се случва при 23 ° C.

Процесът на биометаниране е много чувствителен към температурните промени. Степента на тази чувствителност от своя страна зависи от температурния диапазон, в който се обработват суровините. По време на процеса на ферментация температурата се променя в диапазона от:

На практика по-често се срещат два температурни режима, те са термофилен и мезофилен. Всеки от тях има своите предимства и недостатъци. Предимствата на процеса на термофилна ферментация са повишена скорост на разлагане на суровините и следователно по-висок добив на биогаз, както и почти пълно унищожаване на патогенни бактерии, съдържащи се в суровините. Недостатъците на термофилното разлагане включват; голямо количество енергия, необходимо за нагряване на суровината в реактора, чувствителност на процеса на ферментация към минимални температурни промени и малко по-ниско качество на получената биоторове.

При мезофилния режим на ферментация се запазва висок аминокиселинен състав на биоторовете, но дезинфекцията на суровините не е толкова пълна, колкото при термофилния режим.

Наличност хранителни вещества

За растежа и жизнената активност на метановите бактерии (с помощта на които се произвежда биогаз) е необходимо наличието на органични и минерални хранителни вещества в суровината. Освен въглерод и водород, създаването на биоторове изисква достатъчно количество азот, сяра, фосфор, калий, калций и магнезий и определено количество микроелементи – желязо, манган, молибден, цинк, кобалт, селен, волфрам, никел и други. Обикновените органични суровини - животински тор - съдържат достатъчно количество от горните елементи.

Време за ферментация

Оптималното време за ферментация зависи от дозата за зареждане на реактора и температурата на процеса на ферментация. Ако времето за ферментация е избрано твърде кратко, тогава при разтоварване на ферментиралата биомаса бактериите от реактора се отмиват по-бързо, отколкото могат да се размножават, и процесът на ферментация практически спира. Твърде дългото задържане на суровини в реактора не отговаря на целите за получаване на най-голямо количество биогаз и биоторове за определен период от време.

Терминът "време на оборот на реактора" се използва за определяне на оптималното време за ферментация. Времето за преработка на реактора е времето, през което прясната суровина, заредена в реактора, се обработва и извежда от реактора.

За системите за непрекъснато захранване средното време на смилане се определя от съотношението на обема на реактора към дневния обем на захранването. На практика времето за оборот на реактора се избира в зависимост от температурата на ферментация и състава на фуража в следните интервали:

Психофилен температурен режим: от 30 до 40 и повече дни;
мезофилен температурен режим: от 10 до 20 дни;
термофилен температурен режим: от 5 до 10 дни.

Дневната скорост на подаване се определя от времето на оборот на реактора и се увеличава (както добива на биогаз) с повишаване на температурата в реактора. Ако времето за оборот на реактора е 10 дни: тогава дневният дял на товара ще бъде 1/10 от общия обем на изходната суровина. Ако времето за оборот на реактора е 20 дни, тогава дневният дял на товара ще бъде 1/20 от общия обем на изходната суровина. За инсталации, работещи в термофилен режим, делът на натоварването може да бъде до 1/5 от общия товар на реактора.

Времето на ферментация също зависи от вида на суровината, която се обработва. За следните видове суровини, преработени при мезофилни температурни условия, времето, през което се отделя най-голямата част от биогаза, е приблизително равно на:

Каша за говеда: 10-15 дни;

Киселинно-алкален баланс

Бактериите, произвеждащи метан, са най-подходящи да живеят в неутрални или слабо алкални условия. В процеса на ферментация на метан вторият етап на производство на биогаз е фаза на активно действие на киселинните бактерии. През това време нивото на pH намалява, тоест средата става по-кисела.

Въпреки това, по време на нормалното протичане на процеса жизнената активност на различните групи бактерии в реактора е еднакво ефективна и киселините се обработват от метанови бактерии. Оптималната стойност на pH варира в зависимост от суровината от 6,5 до 8,5.

Можете да измерите нивото на киселинно-алкалния баланс с помощта на лакмусова хартия. Стойностите на киселинно-алкалния баланс ще съответстват на цвета: придобит от хартията, когато е потопена във ферментиралата суровина.

Съдържание на въглерод и азот

Един от най-важните фактори, влияещи върху ферментацията на метан (еволюцията на биогаз) е съотношението на въглерода към азота в преработените суровини. Ако съотношението C/N е твърде високо, тогава липсата на азот ще действа като ограничаващ фактор за процеса на ферментация на метан. Ако това съотношение е твърде малко, тогава се образува толкова голямо количество амоняк, че става токсичен за бактериите.

Микроорганизмите се нуждаят както от азот, така и от въглерод за асимилация в тяхната клетъчна структура. Различни експерименти показват, че добивът на биогаз е най-голям, когато съотношението на въглерод и азот е от 10 до 20, където оптимумът варира в зависимост от вида на суровината. За постигане на високо производство на биогаз се практикува смесване на суровини за постигане на оптимално съотношение C/N.

Избор на влажност на суровината

Безпрепятствената обмяна на веществата в суровините е предпоставка за висока бактериална активност. Това е възможно само ако вискозитетът на суровината позволява на бактериите и газовите мехурчета да се движат свободно между течността и твърдите вещества, които съдържа. В селскостопанските отпадъци има различни прахови частици.

Твърди частици като пясък, глина и др. причиняват образуване на утайка. По-леките материали се издигат на повърхността на суровината и образуват коричка. Това води до намаляване на образуването на биогаз. Ето защо е препоръчително растителните остатъци да се смилат старателно преди зареждане в реактора - слама: и т.н., и да се стремим към отсъствие на твърди вещества в суровината.

Количеството и съдържанието на влага в оборския тор и екскрементите на животно

Съдържанието на влага на суровината, подадена в реактора на инсталацията, трябва да бъде най-малко 85% през зимата и 92% през лятото. За да се постигне правилното съдържание на влага в суровините, оборският тор обикновено се разрежда с гореща вода в количество, определено по формулата: OB = Hx ((B 2 - B 1) :( 100 - B 2)), където H е количеството натоварен оборски тор. B 1 - първоначалното съдържание на влага на оборския тор, B 2 - необходимото съдържание на влага на суровините, RH - количеството вода в литри. Таблицата показва необходимото количество вода за разреждане на 100 кг оборски тор до 85% и 92% влага.

Количеството вода за постигане на необходимото съдържание на влага на 100 кг оборски тор

Редовно разбъркване

За ефективна работа на биогазовата инсталация и поддържане на стабилността на процеса на ферментация на суровините вътре в реактора е необходимо периодично смесване. Основните цели на смесването са:

Изпускане на произведен биогаз;
смесване на пресен субстрат и бактериална популация (присаждане):
предотвратяване образуването на кора и утайки;
предотвратяване на зони с различни температури вътре в реактора;
осигуряване на равномерно разпределение на бактериалната популация:
предотвратяване образуването на кухини и натрупвания, които намаляват ефективната площ на реактора.

При избора на подходящ метод и метод на смесване трябва да се има предвид, че процесът на ферментация е симбиоза между различни щамове бактерии, тоест бактерии от един вид могат да хранят друг вид. Когато една общност се разпадне, процесът на ферментация ще бъде непродуктивен, преди да се образува нова общност от бактерии. Следователно твърде честото или продължително и интензивно разбъркване е вредно. Препоръчва се бавно разбъркване на суровините на всеки 4-6 часа.

Инхибитори на процеса

Ферментиралата органична маса не трябва да съдържа вещества (антибиотици, разтворители и др.), които влияят негативно на жизнената дейност на микроорганизмите, забавят, а понякога дори спират процеса на отделяне на биогаз. Те не допринасят за "работата" на микроорганизмите и някои неорганични веществаследователно не можете например да използвате водата, останала след измиване на прането със синтетични препарати, за да разредите оборския тор.

За всеки от различни видовебактерии, участващи в трите етапа на образуване на метан, тези параметри влияят по различни начини. Съществува и тясна взаимозависимост между параметрите (например времето на ферментация зависи от температурния режим), така че е трудно да се определи точното влияние на всеки фактор върху количеството произвеждан биогаз.

Екология на потреблението. Стопанство: Фермите всяка година се сблъскват с проблема с изхвърлянето на оборски тор. Значителни средства отиват за никъде, които са необходими за организиране на отстраняването и изхвърлянето му. Но има начин, който ви позволява не само да спестите парите си, но и да накарате този натурален продукт да служи за ваша полза.

Всяка година фермите се сблъскват с проблема с изхвърлянето на оборски тор. Значителни средства отиват за никъде, които са необходими за организиране на отстраняването и изхвърлянето му. Но има начин, който ви позволява не само да спестите парите си, но и да накарате този натурален продукт да служи за ваша полза. Ревностните собственици отдавна използват на практика екотехнология, която позволява да се получи биогаз от оборски тор и резултатът да се използва като гориво.

За ползите от използването на биотехнология

Технологията за производство на биогаз от различни природни източници не е нова. Изследванията в тази област започват в края на 18 век и се развиват успешно през 19 век. В Съветския съюз първата биоенергийна централа е създадена през четиридесетте години на миналия век.

Технологията за преработка на оборски тор в биогаз ви позволява да намалите количеството на вредните емисии на метан в атмосферата и да получите допълнителен източник на топлинна енергия

Биотехнологиите отдавна се използват в много страни, но днес те придобиват особено значение. Поради влошаването на екологичната ситуация на планетата и високата цена на енергийните носители, мнозина насочват погледа си към алтернативни източници на енергия и топлина.

Разбира се, оборският тор е много ценен тор и ако във фермата има две крави, тогава няма проблеми с използването му. Друг е въпросът, когато става дума за стопанства с едър и среден добитък, където ежегодно се образуват тонове зловонен и гниещ биологичен материал.

За да се превърне оборският тор във висококачествен тор, са ви необходими площи с определен температурен режим, а това е допълнителна цена. Ето защо много фермери го съхраняват, където е необходимо, и след това го изнасят на полето.

При неспазване на условията за съхранение от оборския тор се изпарява до 40% азот и основната част от фосфора, което значително влошава неговите качествени показатели. Освен това в атмосферата се отделя газ метан, което оказва негативно влияние върху екологичната ситуация на планетата.

В зависимост от обема на генерираните суровини на ден трябва да се изберат размерите на инсталацията и степента на нейната автоматизация.

Съвременните биотехнологии позволяват не само да се неутрализира вредното въздействие на метана върху околната среда, но и да се накара да служи в полза на хората, като същевременно извлича значителни икономически ползи. В резултат на преработката на оборския тор се образува биогаз, от който след това могат да се получат хиляди kW енергия, а производствените отпадъци са много ценен анаеробен тор.

Какво е биогаз

Биогазът е безцветно и без мирис летливо вещество, което съдържа до 70% метан. По своите качествени показатели се доближава до традиционния вид гориво – природния газ. Има добра калоричност, 1м3 биогаз отделя толкова топлина, колкото се получава при изгарянето на килограм и половина въглища.

Дължим образуването на биогаз на анаеробни бактерии, които активно работят върху разлагането на органични суровини, които се използват като тор от селскостопански животни, птичи изпражнения и всякакви растителни отпадъци.

При самостоятелното производство на биогаз могат да се използват птичи тор и отпадъчни продукти от дребно и едро животновъдство. Суровините могат да се използват в чиста форма и под формата на смес с включване на трева, зеленина, стара хартия

За да се активира процесът, е необходимо да се създадат благоприятни условия за жизнената дейност на бактериите. Те трябва да са подобни на тези, в които се развиват микроорганизми в естествен резервоар – в стомаха на животните, където има топлина и липса на кислород. Всъщност това са две основни условия, благоприятстващи чудотворното превръщане на гниещата каша в екологично гориво и ценни торове.

Механизмът на образуване на газ от органични суровини

За да получите биогаз, се нуждаете от запечатан реактор без достъп до въздух, където ще се извършва процесът на ферментация на оборския тор и неговото разлагане на компоненти:

• Метан (до 70%).
• Въглероден диоксид (приблизително 30%).
• Други газообразни вещества (1-2%).

Получените газове се издигат до горната част на контейнера, откъдето след това се изпомпват и остатъчният продукт се утаява - висококачествен органичен тор, който в резултат на обработката задържа всички ценни вещества в оборския тор - азот и фосфор, и губи значителна част от патогенните микроорганизми.

Реакторът за биогаз трябва да има напълно херметичен дизайн, в който няма кислород, в противен случай процесът на разлагане на оборския тор ще бъде изключително бавен

Второто важно условие за ефективното разлагане на оборския тор и образуването на биогаз е спазването на температурния режим. Участващите в процеса бактерии се активират при температури от +30 градуса. Освен това оборският тор съдържа два вида бактерии:

• мезофилни. Тяхната жизнена дейност протича при температура от +30 - +40 градуса;
• Термофилни. За тяхното възпроизвеждане е необходимо да се спазва температурният режим от +50 (+60) градуса.

Времето за обработка на суровините в инсталации от първи тип зависи от състава на сместа и варира от 12 до 30 дни. В този случай 1 литър от полезната площ на реактора дава 2 литра биогориво. При използване на инсталации от втория тип, времето за производство на крайния продукт се намалява до три дни, а количеството биогаз се увеличава до 4,5 литра.

Ефективността на термофилните инсталации е видима с невъоръжено око, но цената на тяхната поддръжка е много висока, следователно, преди да изберете един или друг метод за получаване на биогаз, трябва да изчислите всичко много внимателно (щракнете, за да увеличите)

Въпреки факта, че ефективността на термофилните инсталации е десетки пъти по-висока, те се използват много по-рядко, тъй като поддържането на високи температури в реактора е свързано с високи разходи. Поддръжката и поддръжката на мезофилните инсталации е по-евтина, така че повечето ферми ги използват за производство на биогаз.

По енергиен потенциал биогазът е малко по-нисък от конвенционалното газово гориво. Той обаче съдържа изпарения на сярна киселина, чието наличие трябва да се има предвид при избора на материали за изграждане на инсталацията.

Изчисления на ефективността на използването на биогаз

За да се оцени всички предимства от използването на алтернативни биогорива, ще помогнат прости изчисления. Една крава с тегло 500 кг произвежда около 35-40 кг оборски тор на ден. Това количество е достатъчно за получаване на около 1,5 m3 биогаз, от който на свой ред може да се генерира 3 kW / h електроенергия.

Използвайки данните от таблицата, е лесно да се изчисли колко m3 биогаз може да се получи на изхода в съответствие с наличния добитък във фермата.

За да получите биогорива, можете да използвате или един вид органична суровина, или смес от няколко компонента със съдържание на влага 85-90%. Важно е те да не съдържат чужди химически примеси, които влияят негативно на процеса на обработка.

Най-простата рецепта за сместа е изобретена през 2000 г. от руснак от Липецка област, който построи със собствените си ръце най-простата инсталация за производство на биогаз. Той смесва 1500 кг кравешки тор с 3500 кг отпадъци различни растения, добавя вода (около 65% от теглото на всички съставки) и сместа се загрява до 35 градуса.

След две седмици безплатното гориво е готово. Тази малка инсталация произвеждаше 40 m3 газ на ден, което беше достатъчно за отопление на къща и стопански постройки за шест месеца.

Възможности за производство на инсталации за производство на биогорива

След извършване на изчисленията е необходимо да се реши как да се произведе инсталацията, за да се получи биогаз в съответствие с нуждите на вашата ферма. Ако популацията на добитъка е малка, тогава е подходяща най-простата инсталация, която е лесно да се направи от импровизирани средства със собствените си ръце.

Големи ферми, които имат постоянен източникголямо количество суровини, препоръчително е да се изгради индустриална автоматизирана биогазова система. В този случай е малко вероятно да се направи без участието на специалисти, които ще разработят проекта и ще сглобят инсталацията на професионално ниво.

Диаграмата ясно показва как индустриален автоматизиран комплексза производство на биогаз. Изграждането на този мащаб може да бъде организирано наведнъж от няколко ферми, разположени наблизо.

Днес има десетки компании, които могат да предложат много възможности: от готови решения до разработването на индивидуален проект. За да намалите разходите за строителство, можете да си сътрудничите със съседни ферми (ако има такива наблизо) и да изградите един блок за цялото производство на биогаз.

Трябва да се отбележи, че за изграждането на дори малка инсталация е необходимо да се изготвят съответните документи, да се направят технологична схема, план за разполагане на оборудването и вентилацията (ако оборудването е монтирано на закрито), преминете през процедурите на съгласуване със SES, пожарните и газовите инспекции.

Характеристики на конструкцията на биогазовата система

Пълна инсталация за биогаз е сложна системасъстояща се от:

1. Биореактор, където протича процесът на разлагане на оборския тор;
2. Автоматизирана система за доставка на органични отпадъци;
3. Устройства за смесване на биомаса;
4. Оборудване за поддържане на оптимални температурни условия;
5. Газодържател - резервоари за съхранение на газ;
6. Приемник за твърди отпадъци.

Всички горепосочени елементи са инсталирани в промишлени предприятия, работещи в автоматичен режим. Домашните реактори обикновено имат по-опростен дизайн.

Диаграмата показва основните компоненти на автоматизирана система за биогаз. Обемът на реактора зависи от дневния прием на органични суровини. За пълното функциониране на инсталацията реакторът трябва да бъде напълнен до две трети от обема си.

Принцип на действие и конструкция на инсталация за биогаз

Основният елемент на системата е биореактор. Има няколко варианта за неговото изпълнение, основното е да се осигури херметичността на конструкцията и да се изключи проникването на кислород. Може да бъде направен под формата на метален контейнер с различни форми (обикновено цилиндрични), разположен на повърхността. Често за тези цели се използват празни резервоари за гориво от 50 кубически метра.

Можете да закупите готови контейнери със сгъваем дизайн. Предимството им е възможността за бърз демонтаж, а при необходимост и транспортиране до друго място. Препоръчително е да се използват индустриални повърхностни инсталации в големи ферми, където има постоянен приток на големи количества органични суровини.

За малки ферми опцията за подземно поставяне на резервоара е по-подходяща. Подземният бункер е изграден от тухла или бетон. Можете да заровите готови контейнери в земята, например бъчви от метал, неръждаема стомана или PVC. Възможно е също така да ги поставите повърхностно на улицата или в специално обособено помещение с добра вентилация.

За производството на инсталация за биогаз можете да закупите готови PVC резервоари и да ги инсталирате в помещение, оборудвано с вентилационна система

Независимо къде и как се намира реакторът, той е оборудван с бункер за зареждане на оборски тор. Преди да се зареди суровината, тя трябва да бъде подложена на предварителна подготовка: тя се натрошава на фракции не повече от 0,7 mm и се разрежда с вода. В идеалния случай съдържанието на влага в основата трябва да бъде около 90%.

Автоматизираните инсталации от промишлен тип са оборудвани със система за подаване на суровини, включваща приемник, в който сместа се довежда до необходимото овлажняване, тръбопровод за водоснабдяване и помпено устройство за изпомпване на масата в биореактора.

В домашните инсталации се използват отделни контейнери за подготовка на субстрата, където отпадъците се раздробяват и се смесват с вода. След това масата се зарежда в приемното отделение. В реакторите, разположени под земята, бункерът за приемане на субстрата се извежда, приготвената смес се подава гравитачно през тръбопровода във ферментационната камера.

Ако реакторът е разположен на земята или на закрито, входната тръба с приемник може да бъде разположена в долната страна на съда. Възможно е също така тръбата да се изведе до върха и да се постави камбана на шията. В този случай биомасата ще трябва да се доставя с помощта на помпа.

Необходимо е също така да се осигури изход в биореактора, който е направен практически на дъното на контейнера от противоположната страна от входния бункер. При подземни инсталации изходната тръба е монтирана косо нагоре и води до контейнер за отпадъци, оформен като правоъгълна кутия. Горният му ръб трябва да е под нивото на входа.

Входните и изходящите тръби са разположени косо нагоре различни страниконтейнери, докато компенсиращият контейнер, в който влизат отпадъците, трябва да е по-ниско от приемния бункер

Процесът протича по следния начин: входящият бункер получава нова партида субстрат, който се влива в реактора, докато същото количество отпадъчна утайка се издига през тръбата към приемника за отпадъци, откъдето се изхвърля и използва като високо- качествен биотор.

Биогазът се съхранява в газов резервоар. Най-често се намира директно на покрива на реактора и има формата на купол или конус. Изработена е от покривно желязо и след това боядисана с няколко слоя блажна боя за предотвратяване на корозивни процеси. В промишлени инсталации, предназначени да приемат голямо количество газ, газовият държач често се прави под формата на свободно стоящ резервоар, свързан към реактора чрез тръбопровод.

Ферментационният газ не е подходящ за употреба, тъй като съдържа голямо количество водна пара и няма да изгори като такъв. За да се почисти от водни фракции, газът се прекарва през водно уплътнение. За целта от газхолдера се отстранява тръба, през която биогазът влиза в контейнер с вода, а оттам се подава на потребителите през пластмасова или метална тръба.

Схема за подземна инсталация. Входът и изходът трябва да са от противоположните страни на контейнера. Над реактора има водно уплътнение, през което се пропуска получения газ за изсушаване.

В някои случаи за съхранение на газ се използват специални торби за съхранение на газ, изработени от поливинилхлорид. Торбите се поставят до уреда и постепенно се пълнят с газ. Докато се пълни, еластичният материал се надува и обемът на торбите се увеличава, което позволява временно съхранение на голямо количествокрайния продукт.

Условия за ефективна работа на биореактора

За ефективната работа на инсталацията и интензивното отделяне на биогаз е необходима равномерна ферментация на органичния субстрат. Сместа трябва да е в постоянно движение. В противен случай върху него се образува кора, процесът на разлагане се забавя, в резултат на което се получава по-малко газ от първоначално изчисленото.

За да се осигури активно смесване на биомасата, отгоре или отстрани на типичен реактор се монтират потопяеми или наклонени бъркалки, оборудвани с електрическо задвижване. В занаятчийски инсталации се извършва смесване механичнос помощта на устройство, наподобяващо битов миксер. Може да се управлява ръчно или оборудвано с електрическо задвижване.

При вертикално разположение на реактора дръжката на бъркалката се извежда към горната част на инсталацията. Ако контейнерът е монтиран хоризонтално, шнекът също е хоризонтален и дръжката е отстрани на биореактора.

Едно от най-важните условия за производство на биогаз е поддържането на необходимата температура в реактора. Отоплението може да се извърши по няколко начина. В стационарните инсталации се използват автоматизирани отоплителни системи, които се включват, когато температурата падне под предварително определено ниво, и се изключват, когато се настрои необходимия температурен режим.

За отопление могат да се използват газови котли, директно отопление с електрически нагреватели или нагревателен елемент, вграден в основата на резервоара. За да се намалят топлинните загуби, се препоръчва да се изгради малка рамка със слой стъклена вата около реактора или да се покрие блокът с топлоизолация. Експандираният полистирол има добри топлоизолационни свойства.

За да оборудвате отоплителната система на биомаса, можете да поставите тръбопровод от отоплението на къщата, който се захранва от реактора

Как да определим необходимия обем на реактора

Обемът на реактора се определя въз основа на дневното количество оборски тор, произведен във фермата. Също така е необходимо да се вземе предвид вида на суровините, температурните условия и времето за ферментация. За да работи инсталацията напълно, контейнерът се пълни до 85-90% от обема, поне 10% трябва да останат свободни, за да излезе газът.

Процесът на разлагане на органична материя в мезофилно растение при средна температура 35 градуса продължава от 12 дни, след което ферментиралите остатъци се отстраняват и реакторът се запълва с нова порция субстрат. Тъй като отпадъците се разреждат с вода до 90% преди да бъдат изпратени в реактора, при определяне на дневния товар трябва да се вземе предвид и количеството течност.

Въз основа на горните показатели обемът на реактора ще бъде равен на дневното количество приготвен субстрат (оборски тор с вода), умножено по 12 (времето, необходимо за разлагане на биомасата) и увеличено с 10% (свободен обем на резервоара ).

Изграждане на подземна инсталация за биогаз

Сега нека поговорим за най-простата инсталация, която ви позволява да получавате биогаз у дома на най-ниска цена. Помислете за изграждането на подземна инсталация. За да го направите, трябва да изкопаете дупка, основата и стените й са запълнени с армиран експандиран бетон. От противоположните страни на камерата се извеждат входните и изходните отвори, където са монтирани наклонени тръби за подаване на субстрата и изпомпване на отпадъчните утайки.

Изходната тръба с диаметър около 7 см трябва да бъде разположена почти в самото дъно на бункера, другият й край е монтиран в правоъгълен компенсационен резервоар, в който ще се изпомпват отпадъците. Тръбопроводът за подаване на субстрата се намира на приблизително 50 см от дъното и има диаметър 25-35 см. Горната част на тръбата влиза в отделението за приемане на суровини.

Реакторът трябва да бъде напълно запечатан. За да се изключи възможността за навлизане на въздух, контейнерът трябва да бъде покрит със слой битумна хидроизолация

Горната част на бункера - газхолдерът има куполна или конична форма. Изработен е от метални листове или покривно желязо. Можете също да завършите конструкцията с тухлена зидария, която след това е тапицирана със стоманена мрежа и измазана. Отгоре на газовия държач трябва да направите запечатан люк, да изведете газовата тръба, минаваща през водното уплътнение, и да инсталирате клапан за облекчаване на налягането на газа.

За смесване на субстрата инсталацията може да бъде оборудвана с дренажна система, работеща на принципа на барботиране. За да направите това, вътре в конструкцията фиксирайте пластмасовите тръби вертикално, така че горният им ръб да е над слоя на субстрата. Пробийте много дупки в тях. Газът под налягане ще намалее, а издигайки се нагоре, газовите мехурчета ще смесят биомасата в резервоара.

Ако не искате да се занимавате с изграждането на бетонен бункер, можете да закупите готов PVC контейнер. За да се запази топлината, тя трябва да бъде заобиколена от слой топлоизолация - експандиран полистирол. Дъното на ямата е запълнено със стоманобетон със слой от 10 см. Разрешено е да се използват PVC резервоари, ако обемът на реактора не надвишава 3 m3.

Видео за получаване на биогаз от оборски тор

Как върви изграждането на подземния реактор, можете да гледате във видеото:

Инсталацията за получаване на биогаз от оборски тор ще спести значително заплащане на топлинна и електрическа енергия и ще използва органичен материал за добра кауза, който има в изобилие във всяка ферма. Преди да започнете строителството, всичко трябва да бъде внимателно изчислено и подготвено.

Най-простият реактор може да бъде направен за няколко дни със собствените си ръце, като се използват налични инструменти. Ако фермата е голяма, най-добре е да закупите готова инсталация или да се свържете със специалист.публикувани от

Въпросът за производството на метан е от интерес за онези собственици на частни ферми, които се занимават с отглеждане на домашни птици или свине, както и отглеждане на едър рогат добитък. По правило в такива ферми се генерират значително количество органични отпадъци от животинския свят и те могат да донесат значителна полза, превръщайки се в източник на евтино гориво. Целта на този материал е да ви каже как да извличате биогаз у дома, използвайки същия отпадък.

Обща информация за биогаза

Домашният биогаз, получен от различни торове и птичи тор, е предимно метан. Там той е от 50 до 80%, в зависимост от това чии отпадъци са използвани за производство. Същият метан, който гори в печките и котлите ни и за който понякога плащаме много пари според показанията на електромера.

За да дадем представа за количеството гориво, което теоретично може да се получи при отглеждане на животни у дома или на село, представяме таблица с данни за добива на биогаз и съдържанието на чист метан в него:

Както можете да видите от таблицата, за ефективно производство на газ от кравешки тор и силажни отпадъци е необходимо доста голямо количество суровини. По-изгодно е да се извлича гориво от свински тор и пуешки изпражнения.

Останалият дял от веществата (25-45%), които съставляват домашния биогаз, е въглероден диоксид (до 43%) и сероводород (1%). Също така горивото съдържа азот, амоняк и кислород, но в незначителни количества. Между другото, именно поради отделянето на сероводород и амоняк купчината оборски тор излъчва толкова позната "приятна" миризма. Що се отнася до енергийното съдържание, 1 m3 метан може теоретично да освободи до 25 MJ (6,95 kW) топлинна енергия по време на горене. Специфичната топлина на изгаряне на биогаза зависи от съотношението на метана в неговия състав.

За справка.На практика е проверено, че за отопление на изолирана къща, намираща се в средна лента, се изисква около 45 m3 биологично гориво на 1 m2 площ през отоплителния сезон.

Природата е устроена така, че биогазът се образува от оборски тор спонтанно и независимо дали искаме да го получим или не. Купчината тор се върти в рамките на една година - една и половина, само като е на открито и дори при отрицателни температури. През цялото това време той отделя биогаз, но само в малки количества, тъй като процесът се удължава с времето. Причинява се от стотици видове микроорганизми, открити в животинските екскременти. Тоест, нищо не е необходимо, за да започне отделянето на газ, това ще се случи от само себе си. Но за да оптимизирате процеса и да го ускорите, ще ви е необходимо специално оборудване, което ще бъде разгледано по-долу.

Биогазова технология

Същността на ефективното производство е ускорението естествен процесразлагане на органични суровини. За да направите това, бактериите в него трябва да създадат най-добри условияза възпроизвеждане и рециклиране на отпадъци. И първото условие е суровините да се поставят в затворен съд – реактор, иначе – генератор на биогаз. Отпадъците се раздробяват и смесват в реактор с изчислено количество чиста вода, за да се получи оригиналният субстрат.

Забележка. Чиста водае необходимо, така че веществата, които влияят неблагоприятно на жизнената активност на бактериите, да не попаднат в субстрата. В резултат на това процесът на ферментация може да бъде значително забавен.

Промишлена инсталация за биогаз е оборудвана с устройства за нагряване, смесване и контрол на киселинността на субстрата. Разбъркването се извършва с цел отстраняване на твърдата кора от повърхността, която се появява по време на ферментацията и пречи на отделянето на биогаз. Продължителността на технологичния процес е най-малко 15 дни, като през това време степента на разлагане достига 25%. Смята се, че максималният добив на гориво се получава до 33% от разлагането на биомасата.

Технологията предвижда ежедневно обновяване на субстрата, така че да се осигури интензивно производство на газ от оборски тор, в промишлените предприятия се изчислява в стотици кубически метри на ден. Част от изразходваната маса в размер на около 5% от общия обем се отстранява от реактора, а на негово място се зарежда същото количество прясна биологична суровина. Отпадъчният материал се използва като органичен тор за нивите.

Схема на инсталация за биогаз

Получавайки биогаз у дома, е невъзможно да се създадат такива благоприятни условия за микроорганизми, като в промишлено производство... И на първо място, това твърдение се отнася до организацията на отоплението на генератора. Както знаете, това изисква консумация на енергия, което води до значително увеличение на цената на горивото. Напълно е възможно да се контролира спазването на слабо алкалната среда, присъща на процеса на ферментация. Само как да го коригирам в случай на отклонения? Отново разходи.

Собствениците на частни ферми, които искат да добиват биогаз със собствените си ръце, се съветват да направят реактор с прост дизайн от налични материали и след това да го модернизират според възможностите си. Какво трябва да направите:

• херметически затворен контейнер с обем най-малко 1 m3. Различни резервоари и малки бъчви също ще работят, но от тях ще се отделя малко гориво поради недостатъчно суровини. Такива производствени обеми няма да ви задоволят;
• организирайки производството на биогаз у дома, е малко вероятно да започнете да загрявате резервоара, но е наложително да го изолирате. Друг вариант е реакторът да се зарови в земята чрез топлоизолация отгоре;
• инсталирайте ръчна бъркалка от всякакъв дизайн в реактора, като издърпате дръжката през горния капак. Монтажът на прохода на дръжката трябва да бъде запечатан;
• осигурете връзки за подаване и заустване на субстрата, както и за избор на биогаз.

По-долу е дадена диаграма на инсталация за биогаз, разположена под нивото на земята:

1 - генератор на гориво (контейнер, изработен от метал, пластмаса или бетон); 2 - бункер за пълнене на субстрата; 3 - технически люк; 4 - съд, който играе ролята на воден печат; 5 - разклонителна тръба за разтоварване на отпадъци; 6 - разклонителна тръба за добив на биогаз.

Как да получите биогаз у дома?

Първата операция е раздробяване на отпадъци до фракция, чийто размер е не повече от 10 mm. Това прави много по-лесно приготвянето на субстрата и ще бъде по-лесно за бактериите да обработват суровините. Получената маса се смесва старателно с вода, нейното количество е около 0,7 литра на 1 kg органична материя. Както бе споменато по-горе, трябва да се използва само чиста вода. След това самостоятелно направена инсталация за биогаз се запълва със субстрат, след което реакторът се затваря херметически.

Няколко пъти през деня трябва да посетите контейнера, за да смесите съдържанието. На 5-ия ден можете да проверите за наличие на газ и ако се появи, периодично го изпомпвайте с компресор в цилиндъра. Ако това не се направи навреме, тогава налягането вътре в реактора ще се увеличи и ферментацията ще се забави или дори ще спре напълно. След 15 дни е необходимо да разтоварите част от субстрата и да добавите същото количество нов. Подробности можете да намерите, като гледате видеото:

Заключение

Вероятно най-простата инсталация за биогаз няма да отговори на всичките ви нужди. Но, като се има предвид текущата цена на енергийните ресурси, това вече ще бъде от голяма помощ в домакинството, защото не е нужно да плащате за суровините. С течение на времето, тясно ангажирани с производството, ще можете да схванете всички функции и да направите необходимите подобрения в инсталацията.

Поскъпването на енергията налага търсенето на алтернативни варианти за отопление. Добри резултати могат да се постигнат чрез самостоятелно производство на биогаз от наличните органични суровини. В тази статия ще говорим за производствения цикъл, дизайна на биореактора и свързаното с него оборудване.

При спазване на основните правила за работа, газовият реактор е напълно безопасен и може да осигури гориво и електричество дори на малка къща, дори на цял агропромишлен комплекс. Резултатът от работата на биореактора е не само газ, но и един от най-ценните видове торове, основният компонент на естествения хумус.

Как се получава биогаз

За получаване на биогаз органичните суровини се поставят в условия, благоприятни за развитието на няколко вида бактерии, които отделят метан по време на своята жизнена дейност. Биомасата преминава през три трансформационни цикъла, като на всеки етап участват различни щамове анаеробни организми. Кислородът не е необходим за живота им, но е необходим голямо значениесъстав на суровините и тяхната консистенция, както и температура и вътрешно налягане. Условията с температура 40-60 ° C при налягане до 0,05 atm се считат за оптимални. Заредената суровина започва да произвежда газ след продължително активиране, което отнема от няколко седмици до шест месеца.

Началото на отделянето на газ в изчисления обем показва, че бактериалните колонии вече са доста многобройни, следователно след 1-2 седмици в реактора се дозира прясна суровина, която се активира почти веднага и влиза в производствения цикъл.

За подкрепа оптимални условиясуровините периодично се смесват, част от топлината от газовото отопление се използва за поддържане на температурата. Полученият газ съдържа от 30 до 80% метан, 15-50% въглероден диоксид, малки примеси от азот, водород и сероводород. За използване в домакинството, газът се обогатява чрез отстраняване на въглеродния диоксид от него, след което горивото може да се използва в широк спектър от енергийно оборудване: от двигатели на електроцентрали до отоплителни котли.

Какви суровини са подходящи за производство

Противно на общоприетото схващане, оборският тор не е най-добрата суровина за производство на биогаз. Изходът на гориво от тон чист оборски тор е само 50-70 m 3 с концентрация 28-30%. Въпреки това, именно в животинските отпадъци се съдържат повечето бактерии, необходими за бързото стартиране и поддържане на ефективната работа на реактора.

Поради тази причина оборският тор се смесва с отпадъците от културите и хранително-вкусовата промишленост в съотношение 1: 3. Като растителни суровини се използват:

Суровините не могат просто да се изливат в реактора, необходима е известна подготовка. Първоначалният субстрат се натрошава до фракция от 0,4-0,7 mm и се разрежда с вода в количество от около 25-30% от сухото тегло. В големи обеми сместа изисква по-задълбочено смесване в хомогенизиращи устройства, след което е готова за зареждане в реактора.

Конструкция на биореактор

Изискванията за условията за поставяне на реактора са същите като при пасивна септична яма. Основната част на биореактора е биореактора – съд, в който протича целия процес на ферментация. За да се намалят разходите за нагряване на масата, реакторът е заровен в земята. По този начин температурата на средата не пада под 12-16 ° C, а изтичането на топлина, генерирана по време на реакцията, остава минимално.

Схема на инсталация за биогаз: 1 - бункер за зареждане на суровини; 2 - биогаз; 3 - биомаса; 4 - компенсатор на резервоара; 5 - люк за извличане на отпадъци; 6 - клапан за освобождаване на налягането; 7 - газова тръба; 8 - водно уплътнение; 9 - към потребителите

За биореактори с обем до 3 m 3 е позволено да се използват найлонови контейнери. Тъй като дебелината и материалът на стените им не възпрепятстват изтичането на топлина, контейнерите са покрити със слоеве от експандиран полистирол или влагоустойчива минерална вата. Дъното на ямата е бетонирано с 7-10 см замазка с армировка, за да се предотврати изтласкването на реактора от земята.

Най-подходящият материал за изграждане на големи реактори е армиран керамзитобетон. Има достатъчна здравина, ниска топлопроводимост и дълъг експлоатационен живот. Преди изливане на стените на камерата е необходимо да се монтира наклонена тръба за подаване на сместа към реактора. Диаметърът му е 200-350 мм, долният край трябва да е на 20-30 см от дъното.

В горната част на биореактора има резервоар за газ - куполна или конична конструкция, която концентрира газа в горната точка. Газодържателят може да бъде изработен от ламарина, но при малки инсталации сводът се изработва с тухлена зидария, след което се тапицира със стоманена мрежа и измаза. При изграждането на резервоар за газ е необходимо да се предвиди в горната му част херметичен проход от две тръби: за всмукване на газ и монтаж на клапан за намаляване на налягането. За изпомпване на отпадъчната маса се полага друга тръба с диаметър 50-70 мм.

Капацитетът на реактора трябва да бъде херметизиран и да издържа на налягане от 0,1 атм. За това вътрешната повърхност на биореактора е покрита с непрекъснат слой битумна хидроизолация, а в горната част на резервоара за газ е монтиран херметичен люк.

Отстраняване на газ и обогатяване

От под купола на газхолдера газът се отклонява през тръбопровод в контейнер с водно уплътнение. Дебелината на водния слой над изхода на тръбата определя работното налягане в реактора и обикновено е 250-400 mm.

След водния затвор газът може да се използва в отоплително оборудване и за готвене. Въпреки това, двигателите с вътрешно горене изискват по-високо съдържание на метан, за да работят, така че газът се обогатява.

Първият етап на обогатяване е да се намали концентрацията на въглероден диоксид в газа. За това можете да използвате специално оборудване, работещо на принципа на химическа абсорбция или на полупропускливи мембрани. В домашни условия е възможно обогатяване и чрез пропускане на газ през водния стълб, в който се разтваря до половината от CO 2. Газът се впръсква в малки мехурчета през тръбни аератори, водата, наситена с въглероден диоксид, трябва периодично да се отстранява и пръска при условия нормална атмосфера... В комплексите за отглеждане на растения такава вода се използва успешно в хидропонни системи.

На втория етап на обогатяване съдържанието на влага в газа се намалява. Тази функция се среща в повечето сглобяеми концентратори. Домашните обезвлажнители се предлагат под формата на Z-тръба, пълна със силикагел.

Използване на биогаз: специфика и оборудване

Повечето съвременни модели отоплителни съоръжения са предназначени за работа с биогаз. Остарелите котли могат да бъдат сравнително лесно преоборудвани чрез подмяна на горелката и устройството за подготовка на въздух-газ.

За получаване на газ под работно налягане се използва конвенционален бутален компресор с приемник, настроен да работи при налягане 1,2 пъти по-голямо от проектното налягане. Налягането се нормализира от газов регулатор, това помага да се избегнат капки и да се поддържа равномерен пламък.

Производителността на биореактора трябва да бъде поне с 50% по-висока от потреблението. При производството не се генерира излишък на газ: когато налягането надвиши 0,05-0,065 атм, реакцията почти напълно се забавя и се възстановява само след изпомпване на част от газа.

Приготвянето на биогаз у дома ще ви позволи да спестите от консумацията на битови газове и да получите тор от плевели. Тази статия с инструкции показва как обикновен човек може да направи, използвайки прости действия ефективна системанаправи си сам извличане на биогаз от плевели.

Това просто инструкции стъпка по стъпкапредложено от индиеца Антони Радж. Той дълго време експериментира с производството на енергия от анаеробна ферментация на плевели. И това се получи.

Стъпка 1: Избираме контейнер за биогенератора.

Първо, напълваме биогенератора с нарязани плевели. В същото време ще събираме информация за количествата биогаз, освободен в резултат на ферментация, и количеството енергия.
Можете да прочетете за самия биогенератор от Антъни.

Стъпка 2: събирайте плевелите